可循环使用共聚丙烯酸类浆料的合成和性能研究

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纺织经纱浆料发展至今,面临的主要问题是资源再生利用和减少环境污染,经纱上浆浆料主要由淀粉、PVA及丙烯酸类三大部分构成,淀粉及变性淀粉属于天然物质,具有良好的生物降解性能,及广阔的资源来源性,一直以来作为经纱上浆的主要浆料之一,但淀粉在退浆时不易回收再用;PVA是一种性能优良的浆料,它的应用解决了浆纱中出现的许多问题,然而其对环境污染大,不易生物降解,需900天才能完全降解;丙烯酸类浆料具有聚合单体的多元性,通过设计浆料分子结构不仅可以达到PVA在经纱上浆方面的优良性能,同时也能获得良好的生物降解性,更为重要的是丙烯酸类浆料有回收再利用的可能性。鉴于上述理由本文研究一种新型的共聚丙烯酸类浆料(以下简称共聚浆料),使其具备浆料基本上浆性能,同时具有可循环再利用性和一定的环保性能。本文首先通过单因子试验摸索了共聚浆料的单体组成和反应条件,得出以下结论:1.共聚浆料合成的单体组成由软单体、硬单体和功能性单体构成,软单体使浆膜具有一定的弹性,硬单体使浆膜具有一定的硬度,功能性单体(引入官能团)与软硬单体共聚,赋予浆膜一些其它性能,如亲水性等;2.在共聚浆料的乳液聚合中,可采用一次加料和连续加料方式,一次加料存在自加速及“冲料”问题,连续加料时,可避免出现此种现象;3.温度高除了影响反应速率提高、粒径减小和分子量降低外,还会使粒子运动加剧,增加凝聚几率,尤其当温度等于或大于乳化剂的浊点时,乳化剂就会失去稳定作用;4.搅拌能将单体分散成单体珠滴,并有利于传质和传热。搅拌速度不易太高,太高时会使乳胶粒数目减少,乳胶粒直径增大及聚合反应速率降低,同时会使乳液产生凝胶,甚至破乳。搅拌速度太低又会使得搅拌不均匀,聚合反应无法顺利进行;5.反应时间,即单体滴加速率,单体滴加速率慢,乳液粒径小,分布比较均匀,单体滴加速率太快,单体残余量很大,就容易在保温阶段和聚合后期引起凝胶,粒子变得粗大,破坏乳液的稳定性;6.引发剂的用量太少,不易引发,太多,聚合太快,聚合物分子量低,粘结力低,稳定性差;7.乳化剂在乳液聚合过程中非常重要,特别是对反应后期成核阶段的影响尤为关键。然后,在此基础上进行正交试验,并对其结果进行处理及分析,获得共聚浆料反应的最佳比例和工艺条件。通过浓缩法,对从经纱上退除的浆料进行回收再利用。将回收的浆料配制成6%的上浆液进行二次上浆并检测其相关性能指标,这些指标符合共聚浆料对循环再利用性能的要求。本文还对共聚浆料的BOD5、CODCr进行了检测并计算出两者的比值来表征共聚浆料的生物降解性能,从比值大小可得出共聚浆料的生物降解性能优良,属于环保型浆料。
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